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主變鐵芯接地故障的分析處理

1.前言

目前, 我國製造的大中型變壓器的鐵芯都經一隻套管引至油箱體外部接地。 電力變壓器在正常運行時, 繞組周圍存在電場, 而鐵芯和夾件等金屬構件處於該電場之中。 若鐵芯未可靠接地, 則產生充放電現象, 損壞絕緣。 因此, 鐵芯必須有一點可靠接地。 如果鐵芯由於某種原因出現另一個接地點, 形成閉合回路, 則正常接地的引線上就會有環流, 一方面造成鐵芯局部短路過熱, 嚴重時, 鐵芯局部燒損;另一方面, 由於鐵芯的正常接地線產生環流, 造成變壓器局部過熱, 也可能產生放電性故障。

因此加強對主變鐵芯電流的監測能及時發現主變的異常情況, 對保證電網的安全穩定運行意義重大。 以下主要介紹主變鐵芯多點故障的原因分析和處理的方法。

2.運行中常見變壓器鐵芯多點接地故障的類型及原因

(1)變壓器裝配及施工中不慎遺落金屬異物, 如焊條頭、鐵屑、鋼絲、鋸條等。

(2)下夾件木墊塊受潮或表面附有大量的油泥促使其絕緣電阻降低或為零。

(3)鐵芯下夾件墊腳的鋼托板上的紙板脫落、破損或者箱底沉積油泥及水分。

(4)鐵芯夾件兩端方鐵距心柱太近, 矽鋼片翹起觸及夾件方鐵。

(5)穿心螺杆的襯套過長, 與鐵軛矽鋼片相碰。

(6)潛油泵軸承磨損, 金屬粉末進入油箱中使下鐵軛與墊腳或箱底接通造成多點接地。

 3.鐵芯多點接地故障的分析

3.1測量鐵芯絕緣電阻

如絕緣電阻為零或很低, 則表明可能存在鐵芯接地故障。

3.2監視接地線中環流

對鐵芯或夾件通過小套管造成接地的變壓器, 應監視接地線中是否有環流, 如有, 則應使變壓器停運, 測量鐵芯的絕緣電阻。

3.3測量鐵芯環流是否正常

當變壓器運行時, 用鉗型電流錶測量地線上電流, 一般正常時鐵芯的環流為“mA”級, 當變壓器發生鐵芯多點接地故障時, 環流上升到“A”級.

3.4氣相色譜分析

對油中含氣量進行氣相色譜分析, 也是發現變壓器鐵芯接地最有效的方法。 出現鐵芯接地故障的變壓器, 其油色譜分析資料中, 總烴含量超過“變壓器油中溶解氣體和判斷導則”(GB7252―87)規定的注意值(150μL/L), 其中乙烯(C2H4)、甲烷(C2H2)含量低或沒有,

即未達到規定注意值人若乙炔也超過注意值(5μL/L), 則可能是動態接地故障。 氣相色譜分析法可與前兩種方法綜合使用, 以判定鐵芯是否多點接地。

4.現場鐵芯多點接地故障的處理方法

4.1不吊芯臨時串接限流電阻

發現變壓器鐵芯多點接地故障後, 需停電進行吊芯檢查和處理。 對於系統暫不允許停電檢查的, 可採用在外引鐵芯接地回路上申接電阻的臨時應急措施, 以限制環流增加, 防止故障進一步惡化。 在串接電阻前, 應分別測量鐵芯接地回路的環流和開路電壓, 然後計算應串電阻阻值。 所串電阻不宜太大, 以保護鐵芯基本處於地電位;也不宜太小, 以將環流限制在0.1A以下。 同時還需注意所串電阻的熱容量,

以防燒壞電阻造成鐵芯開路。

4.2吊芯檢查

(1)分部測量各夾件或穿心螺杆對鐵芯(兩分半式鐵芯可將中間連片打開)的絕緣以逐步縮小故障查找範圍。

(2)檢查各間隙、槽部重點部位有無金屬夾雜物。

(3)清除鐵芯或絕緣墊片上的鐵銹或油泥, 對鐵芯底部看不到的地方用鐵絲清理。

(4)對各間隙用油沖洗或氮氣沖吹清理。

(5)用榔頭敲擊振動夾件, 同時用搖表監測, 看絕緣是否發生變化, 查找並消除動態接地點。

4.3放電衝擊法

由於變壓器本體在空氣中暴露時間不宜太長, 以及變壓器裝配形式的制約, 現場很多情況下無法找到確切接地點, 特別是由於鐵銹焊渣懸浮、油泥沉積造成的多點接地, 更是難於查找。 此類故障可採用放電衝擊法,

這種方法要視現場具體情況、接地方式和接地程度, 在吊芯或不吊芯狀態下均可進行。

5.現場鐵芯接地異常處理的實例

500kV硯都變電站#2主變投產後, 運行人員在定期對主變鐵芯及夾件接地電流測量的工作中發現#2主變B相鐵芯及夾件接地電流超過200mA(該接地電流錶的量程為200mA, A、C相夾件接地電流小於20mA, 鐵芯接地電流小於70mA)。 #2主變停電轉檢修後, 修試人員對#2主變鐵芯及夾件接地電流偏大情況進行處理。 在檢查時發現, #2主變B相鐵芯對夾件放電, 在對鐵芯與夾件施加2500V直流電壓時發現高壓側夾件上部左邊第三根內钜拉杆座與鐵芯放電, 經檢查發現該位置末級钜上有一根軛片邊絲對夾件產生放電。

故障處理過程:先將上部夾件壓腳上的“U”形遮罩環松掉, 然後用鐵絲伸入夾件與鐵芯之間將軛片上的邊絲毛刺打磨掉,最後恢復“U”形遮罩環。處理後主變鐵芯及夾件電流複測正常。

6.加強監測變壓器鐵芯接地故障的建議

(1)運行中的變壓器最好能在鐵芯接地線上裝設電流錶,便於及時發現故障。特別是在放電衝擊法消除接地現象後,更要加強監視,防止再次形成故障。

(2)當出現鐵芯多點接地故障時,要在綜合測定和全面分析檢查後,視具體情況選擇處理方案,切不可盲目進行放電衝擊或電焊燒除,以免造成絕緣損壞,故障擴大。

(3)每次吊芯大修時,一定要清潔油箱底部的油泥鐵銹等雜物,並用油進行一次全面沖洗。

(4)加強潛油泵及冷卻器的檢修,防止由於軸承磨損或金屬剝落,造成變壓器鐵芯多點接地故障。

7.結束語

電力變壓器作為電力系統的主設備,它的運行狀況直接影響著電力系統的安全穩定運行,而及時監測變壓器鐵芯電流是否異常,及時處理變壓器鐵芯接地故障是有效保障電網安全運行的一項重要的內容。因此,在運行中逐步積累鐵芯接地故障的查找及處理方法,供運行、安裝和製造部門參考和借鑒,促進現場異常現象的分析及處理有著長遠的意義,從而保證電力變壓器安全、平穩、連續運行,促進電網的安全、經濟供電。

然後用鐵絲伸入夾件與鐵芯之間將軛片上的邊絲毛刺打磨掉,最後恢復“U”形遮罩環。處理後主變鐵芯及夾件電流複測正常。

6.加強監測變壓器鐵芯接地故障的建議

(1)運行中的變壓器最好能在鐵芯接地線上裝設電流錶,便於及時發現故障。特別是在放電衝擊法消除接地現象後,更要加強監視,防止再次形成故障。

(2)當出現鐵芯多點接地故障時,要在綜合測定和全面分析檢查後,視具體情況選擇處理方案,切不可盲目進行放電衝擊或電焊燒除,以免造成絕緣損壞,故障擴大。

(3)每次吊芯大修時,一定要清潔油箱底部的油泥鐵銹等雜物,並用油進行一次全面沖洗。

(4)加強潛油泵及冷卻器的檢修,防止由於軸承磨損或金屬剝落,造成變壓器鐵芯多點接地故障。

7.結束語

電力變壓器作為電力系統的主設備,它的運行狀況直接影響著電力系統的安全穩定運行,而及時監測變壓器鐵芯電流是否異常,及時處理變壓器鐵芯接地故障是有效保障電網安全運行的一項重要的內容。因此,在運行中逐步積累鐵芯接地故障的查找及處理方法,供運行、安裝和製造部門參考和借鑒,促進現場異常現象的分析及處理有著長遠的意義,從而保證電力變壓器安全、平穩、連續運行,促進電網的安全、經濟供電。

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